Diseño de amplificadores de audio

[crimson]

Hola Mike, me resultaba conocido el amplificador, es un viejo RCA de 10W de hace tres décadas, fue publicado en el "Manual de circuitos de Potencia de Estado Sólido" Editprial Arbó, en 1971. Te mando el dibujito del amplificador armado correctamente. Saludos C

 

[Tacatomon]

yo me propuse a diseñar un amplificador desde cero con los apuntes de esta liga siguiendo el ejemplo que se muestra en el "curso", pero tengo algunos problemas

La etapa que empeze a diseñar es de 850W sobre 4 Ohm y pongo algunos datos de la etapa de salida

PD max = 389.47W

VCE max=248V

IC max 13A

pero el problema de todo es que el ejemplo de diseño solo cuenta con 2 transistores de salida (1 por rail de voltaj), y no entiendo como puedo poner mas en paralelo sin sobrepasar el SOA de los TR MJL3281A y MJL1302A que emplee para mi diseño. Deduzco que tengo que dividir la disipacion de calor total entre el numero de transistores, pero no aseguro el soa, las graficas del datasheet son muy complicadas, yo calculo que con 8 Tr por rama serviria?.

Tambien decidi cambiar las R de emisor por unas de 0.22Ohm, sera que afecte al circuito o a los calculos, no se habla mucho de estas en la teoria. Tanbien creo que si el numero de transistores de salida aumenta, la resistencia de par darlington cambia, de so no estoy seguro pero seria bueno saber si cambia o no. y tambien en la configuracion de ajuste de bias, cambia al aumentar Tr de salida.

Agradeceria una pequeña ayuda con estos calculos.

Tacatomon

 

[dcmdcm]

Primero, es una etapa grande, es una potencia muy considerable, yo creo que para esas potencias seria mejor usar 2 amplificadores en puente, con lo que usaria transistores de menor voltaje y por tanto mas baratos, pero de todas maneras espero poder ayudarte.

Sabemos que la petencia de salida esta dada por Pcmax=((1/(pi^2))((Vcc^2)/Rl)) . Pero podemos reescribir esto como Pcmax=((Vcc/(pi^2)(I)). Una vez con esta podemos dividir la corriente total de salida del amplificador entre el numero de transistores de salida.

Viendo la hoja de datos del transistor MJL3281A, y tomando en cuenta la curva de SOA. para poder asegurar que la potencia sea RMS, sin que haya problemas de ningun tipo, segun yo lo minimo a usar seran 7 transistores, por que 13A/7trs=1.86A por transistor con Vcc de 124V, queda dentro de el limte del area de operacion segura. El hecho de que se considere el Vcemax = 2vcc es el pesimo escenario y es muy dificil llegar a esos limites, por lo que yo creo que con 7 por lado deberia ser suficiente.

Ya sabiendo la cantidad de transistores y la expresion para la potencia en cada transistor, podemos calcular la discipacion de potencia en cada uno. Segun yo son 23.36W por transistor.

Las R de emisor sirven para compensar las pequenas diferencias entre los transistores y mantener estable la polarizacion. Generalmente se escogen lo mas pequenas posibles, ya que significan una perdida de potencia y una caida de voltaje que sera disminuida de la maxima excursion de voltaje de salida.

Las resistencias de entre base y emisor se utilizan para asegurar el Vcemax, ya que al utilizar una resistencia entre colector y emisor se pasa de tener en cuenta el parametro Vceo a Vcer, pero generalmente no son muy utilizadas y yo creo que las podrias omitir. Aun asi, segun los apuntes ya que el Vbe nunca sobrepasa 1.5V, recomiendan usar algo entre 20 y 100 ohms.

Si te diste cuenta, varias cosas de estos apuntes son un tanto empiricas y mas bien enfocadas a calculos rapidos.

La parte del bias debera suplir la corriente para mantener encendidos la todos los transistores, por lo que tambien debera aumentar un poco, deberias utilizar una configuracion donde puedas ajustarla mediante un potenciometro.

 

[luisgrillo]

amigos como calculo la corriente pico que me consumiría un amplificador de 200W RMS con alimentación de +-40Vcd?

 

[Tacatomon]

ok amigo dcmdcm, gracias por tu tiempo.

Ok. entiendo bien lo de los transistores y me complicaba un poco con ls calculos empiricos, la potencia si es un poco alta pero lo que deseo es un amplificador de audio, solo eso, nada de protecciones de ningun tipo, sencillo facil de hacer un una baquelita.

Bueno, lo de los transistores de salida lo suponia, 7 u 8son suficientes, los he visto en otras etapas.

Bueno, tambien lo de las R de base-emisor, prefiero ponerlas, nose, tengo como 100 de 220 en mi "taller" jejeje.

Lo bueno, lo de la bias, tambien se me complica un poco, como usare 7 transistores, como se cuantos mA deben circular por los transistores de salida, el el curso kreo ue no dice como calcularlo con mas Tr de salida y no tengo el curso ala mano(estoy en un cibercafe), agradeceria un poco de información para saber la corriente de polarizacion correcta.

Saludos y gracias.

tacatomon

 

[juanma]

downcount, me sumo a tu idea (tarde, porque no me percate antes del post).

Te paso el link del Leach Amp, un amplificador Low-TIM.
A parte del esquema, esta una muy completa explicacion de cada una de sus etapas

http://users.ece.gatech.edu/~mleach/lowtim/

Seguiste avanzando con tu diseño?

Saludos!

 

[arields1]

yo me propuse a diseñar un amplificador desde cero con los apuntes de esta liga siguiendo el ejemplo que se muestra en el "curso", pero tengo algunos problemas

La etapa que empeze a diseñar es de 850W sobre 4 Ohm y pongo algunos datos de la etapa de salida

PD max = 389.47W

VCE max=248V

IC max 13A

pero el problema de todo es que el ejemplo de diseño solo cuenta con 2 transistores de salida (1 por rail de voltaj), y no entiendo como puedo poner mas en paralelo sin sobrepasar el SOA de los TR MJL3281A y MJL1302A que emplee para mi diseño. Deduzco que tengo que dividir la disipacion de calor total entre el numero de transistores, pero no aseguro el soa, las graficas del datasheet son muy complicadas, yo calculo que con 8 Tr por rama serviria?.

Tambien decidi cambiar las R de emisor por unas de 0.22Ohm, sera que afecte al circuito o a los calculos, no se habla mucho de estas en la teoria. Tanbien creo que si el numero de transistores de salida aumenta, la resistencia de par darlington cambia, de so no estoy seguro pero seria bueno saber si cambia o no. y tambien en la configuracion de ajuste de bias, cambia al aumentar Tr de salida.

Agradeceria una pequeña ayuda con estos calculos.

Tacatomon

En primer lugar, nunca se puede consumir menos de lo que se entrega a la carga, entonces si el amplificador entrega 850 Watt, consumirá teniendo un buen diseño de fuente y circuito 1215 Watt, dado que el factor de aprovechamiento de un amplificador clase AB es del 70% en el mejor de los casos.
En segundo lugar, el voltaje necesario de fuente según mi experiencia para obtener esa potencia con seguridad es de + - 103 Volt, con lo que nos vamos a 206 Volt de fuente de punta a punta y los transistores elejidos son de 200 Volt, con lo cual necesitaré mejor calidad de fuente todavía para usar 200 Volt y obtener la potencia deseada.
En tercer lugar, la corriente requerida a la fuente será de 14.6 Amper RMS para un tono contínuo, por lo tanto si los transistores son de 15 Amper con un par alcanzaría, pero como los transistores sólo disipan 200 Watt y para cubrir el doble de la disipación, hacen falta solo 5 transistores por lado, pero igualmente hay que aparearlos bien, de todas formas me parece buena la idea del otro colega que dice de armar una simetría puente.
Saludos.

 

[downcount]

Pido disculpas por desaparecer, entre el trabajo y todo he dejado el tema un poco de lado aunque no se me ha olvidado. La verdad que hace tiempo que llevo pensando en ponerme en serio...para empezar, repasar el análisis electrónico...que ya ni me acuerdo y juntar toda la información que tengo por ahi perdida y dejarlo todo documentado....pero como soy un vago...no hago ni el huevo.

Os mando unas fotiquis de mi reproductor de cd Cambridge Audio 840C y mi amplificador 840A que he comprado hace poco que me tienen enamorao y arruinado jejejej. Lástima de no tener el esquema del amplificador ! Es una maravilla...como control de volumen utiliza un atenuador en escalera con reles y 4 transistores de salida Sanken por canal mas uno de polarización en clase ( un nuevo invento del Douglas Self), la verdad son una maravilla en el diseño electronico....el cd utiliza una DSP para el sobremuestreo y el filtraje digital...se me hace la boca agua...

Cambridge audio azur 840C y Cambridge audio azur 840A versión 2

 

[anjiruz]

Algunas veces estos problemas de ruido se deben a que la fuentes necesita un capacitor de del orden de 4400uf, como sea entre mas grande mejor.


Si aparece ruido aun cuando la señal de entrada es nula posiblemente sera la fuente.

Acabo de hacer un amplificador pequeño y precisamente eso me paso en mi primera prueva, por ello mi primera idea fue colocar un capacito a la salida del rectificador para elimenar el rizo y listo

 

[raven]

yo me propuse a diseñar un amplificador desde cero con los apuntes de esta liga siguiendo el ejemplo que se muestra en el "curso", pero tengo algunos problemas

La etapa que empeze a diseñar es de 850W sobre 4 Ohm y pongo algunos datos de la etapa de salida

PD max = 389.47W

VCE max=248V

IC max 13A

pero el problema de todo es que el ejemplo de diseño solo cuenta con 2 transistores de salida (1 por rail de voltaj), y no entiendo como puedo poner mas en paralelo sin sobrepasar el SOA de los TR MJL3281A y MJL1302A que emplee para mi diseño. Deduzco que tengo que dividir la disipacion de calor total entre el numero de transistores, pero no aseguro el soa, las graficas del datasheet son muy complicadas, yo calculo que con 8 Tr por rama serviria?.

Tambien decidi cambiar las R de emisor por unas de 0.22Ohm, sera que afecte al circuito o a los calculos, no se habla mucho de estas en la teoria. Tanbien creo que si el numero de transistores de salida aumenta, la resistencia de par darlington cambia, de so no estoy seguro pero seria bueno saber si cambia o no. y tambien en la configuracion de ajuste de bias, cambia al aumentar Tr de salida.

Agradeceria una pequeña ayuda con estos calculos.

Tacatomon

La unica forma de que puedas hacer que tu amplificador produzca mas potencia es paraleleando transistores, las R de 0,22 no afectan considerablemente como para que tengas problemas de funcionamiento y con respecto a la discipacion sobredimencionala y no vas a tener problemas mucho mas si se trata de una prueba, recuerda si dispones de coolers la masa de aluminio que necesitas es hasta de un 50 porciento menos que el totas de la masa de alumnio en una discipacion pasiva, postea el plano de lo que tiene hecho que puedo ayudarte con tu diseño para que lo pongas a funcionar. Saludos y espero te sirva mi ayuda.

 

[Tacatomon]

Gracias por su apoyo amigo raven.

Solo paso todo a limpio y lo subo. La verdad, no aguante las ganas y puse todo en multisim pero somo siempre no funciono a la primera, tengo problemas conla polarización de la etapa de los drivers y otras cosillas por ahí.

Saludos.

 

[Jose A Gonzalez]

Buenos Dias... Quien me puede ayudar con un amplificador de tres etapas utilizando 3 transistores npn y que tenga como ganancia 100 seria de muy util la ayuda gracias

 

[juanma]

Buenos Dias... Quien me puede ayudar con un amplificador de tres etapas utilizando 3 transistores npn y que tenga como ganancia 100 seria de muy util la ayuda gracias

Pero de que potencia, que transistores, etc, etc.
Si es para el secundacio, en libros como el Malvino hay muchos de esos amplificadores que buscas, con etapas en emisor o colector comun, con todas las cuentas bien detalladas.

 

[brunelo]

Para Jose Gonzales
Yo creo que debes hacerle caso a "juanma" y usar colectores comunes; porque en un emisor comun la ganancia es casi unitaria sino me equivoco. Por qué no usas mejor un par diferencial y una etapa colector comun para buscar la ganancia que necesitas yo te puedo ayudar en ese sentido. Esperame que salga de examenes de aca a una semana y haber si te sirve de algo mi ayuda.
Chao

PD: si tienes el libro "SEDRA" busca ahi colectores comunes para que tengas una mejor idea.

 

[SuprAgnt86]

Hola buenas,me gustaria saber si hay alguien que tenga esquemas de circuitos de amplificador,lo que pasa es que me quedaron piezas de reciclaje de un amplificador en desuso y creo que se pueden ocupar para algun proyecto estan en buenas condiciones aqui va la lista
4 transistores 2sa1943
4 transistores 2sc5200
1 mje15032
1 mje15033g
1 bta41600b
2 mur1520
2 50n06
De ante mano se agrdece el aporte

 

[maton00]

Como quien dice al hacer un amplificador tienes que hacer escaleras de amperaje
1° etapa tienes que tener transistores de bajo ruido para que preamplifiquen la señal entrante (pero tambien se pueden sustituir estos transistores por circuitos integrados como el TLo74 , rc4558P que incluso pueden ser usados para ecualizar la señal ,y modificarla a tu gusto (bass,treble,gain,etc) estos circuitos contienen muchos- J-Fets-transistores muy sensibles que tienen baja introduccion de ruido , o interferencia pero si deseas usar transistores tambien tienen cualidades favorables en un amplificador HiFi:como los bc107,bc 546 ,bc547, bc550 ,bc559,bc560,bc556,bc557,mps2222 o tal vez *mps8599* etc ,para voltajes altos , pero esto no quiere decir que amplifiquen mas y no tienen que exceder los 200 mA de corriente de salida del colector , para tener una buena escalera eficiente, tomando algunas reglas /Aunque los transistores esten conectados a la fuente por resistencias delimitadoras (dependiendo del voltaje y amperaje de la fuente) la fuente no debe exceder mas del -10 % del voltaje maximo indicado por el datasheet del transistor y preferentemente tener un margen de posible sobre votaje y no conectarlo en directa con la fuente pues es de alto amperaje y puede quemar la etapa completa.
***Para voltajes menores a 35 volts transistores bc 108 ,bc109 ,bc212,bc213,,2n2222
ejemplo:bcxxx indica en el datasheet que soporta unos 35 V tendriamos que tener una fuente o un voltaje entrante al transistor de unos 30-32v.(no mas de 100mA Dependiendo del transistor usado)
2° Etapa transistores *etapa moduladora* en esta etapa se tendrian que tener las mismas indicaciones de la 1° etapa pero esta debe ir incrementando la salida del colector de unos 500mA a 1.5 A usando transistores bc337, bc327,pero se pueden saltar e ir directamente a los driver -bd139, bd140 , bd647 , bd 648 max 80 volts usando las salidas o las entradas (si da flogera)de los bc327-337 y excluirlos.
3° etapa si no se excluyeron los bc 237-337 y se siguio la escalera , a la corriente del colector de los driver se les conectan transistores de potencia media de 4-6 A continuos como el tip 41c,tip42c
4° Etapa final
Como mis transistores favoritos estan para esta etapa los: mj15003 --15A,mj15004 --20A 2n3055 --15A ,mj2955 --15A
y los 2sc5200 --15a, 2sc 1943 --15A respetando su entrada base no superando su amperaje de salida de entre unos 5A o 6 amp (un canal)el doble en estereo manteniendo el voltaje, regulando al voltaje necesario para el circuito si se usa y no excediéndola y si es necesario delimitándolo, para darse una idea de como podria diseñarse podrian idearse de etapas de distintos amplificador de audio aqui en el foro o en toda la red como el " The Leach amp"que cambiando algunos transistores y componentes la potencia y respuesta a distintas frecuencias puede llegar a cambiar totalmente

Me di una idea de todo esto por dos paginas web
www.construyasuvideorockola.com

www.pavouk.org/hw/leachamp/en_index.html

Saludos a todos aquellos que se adentraron a las amplificancias de hifi !
y a todos los foreros y a sus grandiosas ideas! jeje

Saludos

 

[juniorjmd]

hola de antemano disculpen si de pronto parecere un poco ignorante, la verdad es que soy ing. de sistem no elctronico ni radiotecnico... bueno lo que quiero preguntar es, yo tengo un bajo y quise mandar a fabricar un planta para este, bueno la verdad es que ya me la tan haciendo utilizan o transitores 4 2SA1494 y 4 2SC3858 una fuente grande que ya ta regulada bueno en fin , aparte de un parlante de 15 a 600W o por lo menos eso dice la caja
lo que quiero saber es si este si me sirve, aprte que me dijeron que este amplificador puede manejar 4 parlantes de 15" a 500w cada uno, por lo que ven a conectar directamente el el parlante a la planta y a dejar abierta dos salidas para conectar mas parlantes hay alguna forma de que esta planta controle que el sonido salga independiente por cada salida, es decir que yo pueda conectar mas de un instrumento y el uno salga por el parlante principal y otro por las salidas alternas, les agradeceria si me contestan...

 

[Fogonazo]

hola de antemano disculpen si de.......

Si tienes 4 parlantes supongamos de 8 Ohms y los conectas en forma serie/paralelo consigues nuevamente 8 Ohms de impedancia final con lo cual tu amplificador NO estaría sobrecargado y podría "aceptar" mas parlantes, siempre que la suma total no de un valor inferior a 4 Ohms.
Pero NO puedes regular independientemente el volumen de los juegos de parlantes, salvo que fabriques un atenuador resistivo que significa un "Desperdicio" de la potencia del amplificador.

 

[juniorjmd]

Si tienes 4 parlantes supongamos de 8 Ohms y los conectas en forma serie/paralelo consigues nuevamente 8 Ohms de impedancia final con lo cual tu amplificador NO estaría sobrecargado y podría "aceptar" mas parlantes, siempre que la suma total no de un valor inferior a 4 Ohms.
Pero NO puedes regular independientemente el volumen de los juegos de parlantes, salvo que fabriques un atenuador resistivo que significa un "Desperdicio" de la potencia del amplificador.

ok pero este amplificador si me sirve para un bajo, la razon por la que quisiera dividir las salidas es por que me dijeron que el bajo necesita un ampli especial, pero con la potencia que me da esta planta seria de buen uso para conectar otros instrumentos como un piano o un guitarra electroacustica, pero ellos necesitan brillo y segun dicen el bajo rompre los brillos... ha y que es un atenuador resistivo... y no se puede implementar un croosover

 

[Fogonazo]

ok pero este amplificador si me sirve para un bajo, la razon por la que quisiera dividir las salidas es por que me dijeron que el bajo necesita un ampli especial, pero con la potencia que me da esta planta seria de buen uso para conectar otros instrumentos como un piano o un guitarra electroacustica, pero ellos necesitan brillo y segun dicen el bajo rompre los brillos... ha y que es un atenuador resistivo... y no se puede implementar un croosover

Lo que estas planteando es un sistema de re-amplificación.
Por ejemplo una banda: Guitarra, Bajo y Cantante, cada uno son su amplificador y juego de parlantes, si el requerimiento de potencia es como para un estadio, los amplificadores individuales y parlantes ya no alcanzan, entonces se toman las señales de Guitarra, Bajo y cantante, se mezclan con una consola mezcladora, se manda la mezcla a un solo amplificador de gran potencia y se reproducen con otro juego de parlantes para mayor potencia.

¿ Se parece a esto lo que buscas ? O estamos ablando (Escribiendo) sobre distintas cosas.